Espectroscopia

● Espectro: resultado da dispersão da luz de uma fonte em seus diferentes comprimentos de onda, . 

● Matematicamente: fluxo em função do comprimento de onda, F(). Graficamente:

   

        Espectros: formas de representação

Gráfico: F()

Espectrograma: 

   

Espectros x Imagens

● Espectros contêm muito mais informação do que as imagens. Fotometria gera um único sinal,               F = F() d em toda uma banda espectral. perda de informação.

● Em compensação: mais fácil construir o sinal da imagem de uma fonte F, do que do seu espectro, F(). 

   

Espectros: contínuo + linhas

Linhas: assinatura de diferentes elementos químicos no espectro solar

Espectro óptico do hidrogênio neutro: linhas em absorção da série de Balmer

   

Espectros: linhas de emissão

Espectro de H com linhas de Balmer  em emissão

Leis de Kirchhoff:Gás frio na frente do contínuo: linhas de absorção. Exemplo: fotosferas estelares.Gás quente na frente do contínuo: linhas de emissão. Exemplo: gás quente em regiões de formação estelar e em núcleos ativos de galáxias. 

   

Contínuo e linhas: temperatura e tipos espectrais

Estrelas quentes: contínuo espectral com máximo no azul ou no UV. Linhas de He e H.

   

Contínuo e linhas: continuação

Estrelas relativamente frias: contínuo com pico no visual. Linhas de elementos mais pesados, como Fe e Na (metais).

   

Contínuo e linhas (cont.)

Estrelas muito frias: máximo do contínuo no infra­vermelho próximo. Bandas moleculares de água, TiO, entre outras.

   

Espectros de núcleos ativos

Linhas de emissão intensas e largas: gás quente e com alta velocidade interna.

   

Espectroscopia

● É a técnica de obtenção e análise de espectros.

● Tipos de espectroscopia: ● prisma­objetiva;● fenda­longa (único objeto, espacialmente 

resolvida);● multi­objeto (máscaras e fibras).

   

Prisma Objetiva

Prisma dispersa a luz no plano focal: ”imagem de espectros”, em geral de baixa dispersão, ou seja, d/d é pequeno.

   

Fenda única e longa

direção de dispersão 

dire

ção 

espa

cial

  

Único objeto

   

Espectroscopia espacialmente resolvida: informação sobre cinemática

   

Espectroscopia de multi­fenda

Um exemplo é o MOIRCS, do telescópio japonês Subaru

   

Espectroscopia multi­fenda ­ resultado

Espectros de dezenas de estrelas do bojo da galáxia, numa área de 5.5'X5.5' no céu. Gemini/GMOS

   

Espectrógrafo de fibras ópticas

Espectrógrafo Hectospec, CfA, Harvard

   

Extração dos espectros

CTIO/Hydra: multi­fibra.

Informação espacial é perdida no  espectrograma.

   

Características de um espectro

● Domínio espectral: domínio em  coberto pelo espectro, [min,max].

● Escala espectral: d/d. Medida da dispersão. Se d/d é alto, espectro é de baixa dispersão e vice­versa.

● Resolução espectral, : é a diferença mínima em  entre duas linhas no espectro para que elas sejam resolvidas.  

   

Resolução espectral e poder resolutor

Resolução: 3A

Poder resolutor: R=/=3000

   

Fluxo de linha e Largura equivalente

Largura equivalente, W ou EW:

Fluxo de linha: F =∫(F­Fc) d